Linux简化了分段机制,使得虚拟地址与线性地址总是一致,因此,Linux的虚拟地址空间也为
0~4G。
Linux内核将这4G字节的空间分为两部分:
- 将最高的1G字节(从虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF),供内核使用,称为"内核空间".
- 而将较低的3G字节(从虚拟地址 0x00000000到0xBFFFFFFF),供各个进程使用,称为"用户空间")。
Linux使用两级保护机制:0级供内核使用,3级供用户程序使用。每个进程有各自的私有用户
空间(0~3G),这个空间对系统中的其他进程是不可见的。
最高的1GB字节虚拟内核空间则为所有进程以及内核所共享。
3. PAGE_OFFSETPAGE_OFFSET其实就是物理地址与线性地址之间的位移量。
Linux的虚拟地址空间也为0~4G。Linux内核将这4G字节的空间分为两部分。将最高的1G字节供内核使用,称为“内核空间”。而将较低的3G字节,供各个进程使用,称为“用户空间)。因为每个进程可以通过系统调用进入内核。因此,Linux内核空间由系统内的所有进程共享,于是,从具体进程的角度来看,每个进程可以拥有4G字节的虚拟空间
0xC0000000就是物理地址与线性地址之间的位移量,在Linux代码中就叫做PAGE_OFFSET.
4.内核空间地址映射和用户空间地址映射内核空间与物理内存空间的映射和用户空间与物理内存空间的映射方式是不同:
虽然内核空间占据了每个虚拟空间中的最高1GB字节,但映射到物理内存却总是从最低地址(0x00000000)开始的,之所以这么规定,是为了在内核空间与物理内存之间建立简单的线性映射关系。其中,3GB(0xC0000000)就是物理地址与虚拟地址之间的位移量,在Linux代码中就叫做PAGE_OFFSET。
我们来看一下在include/asm/i386/page.h头文件中对内核空间中地址映射的说明及定义:
#define __PAGE_OFFSET (0xC0000000)
……
#define PAGE_OFFSET ((unsigned long)__PAGE_OFFSET)
#define __pa(x) ((unsigned long)(x)-PAGE_OFFSET)
#define __va(x) ((void *)((unsigned long)(x)+PAGE_OFFSET))
对于内核空间而言,给定一个虚地址x,其物理地址为“x- PAGE_OFFSET”,给定一个物理地址x,其虚地址为“x+ PAGE_OFFSET”。
这里再次说明,宏__pa()仅仅把一个内核空间的虚地址映射到物理地址,
这种方法决不适用于用户空间,用户空间的地址映射要复杂得多,它通过分页机制完成。



